ภาคการแพทย์นำเทคโนโลยีโอโซนมาใช้ในการฆ่าเชื้ออุปกรณ์และควบคุมการติดเชื้อ

ทั่วทั้งโรงพยาบาลในยุโรป อเมริกาเหนือ และเอเชีย ระเบียบการควบคุมการติดเชื้อกำลังอยู่ระหว่างการเปลี่ยนแปลงขั้นพื้นฐาน ภูมิทัศน์ด้านการดูแลสุขภาพหลังการแพร่ระบาดได้เร่งความต้องการเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อที่มีประสิทธิภาพสูงและปราศจากสารเคมีตกค้าง โอโซนซึ่งเป็นที่รู้จักมายาวนานในด้านคุณสมบัติออกซิไดซ์ที่มีศักยภาพ กำลังกลายเป็นโซลูชันยอดนิยมสำหรับการฆ่าเชื้ออุปกรณ์ทางการแพทย์ เครื่องมือผ่าตัด ห้องผู้ป่วย และแม้แต่อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล

การวิจัยทางคลินิกเมื่อเร็วๆ นี้ให้หลักฐานที่น่าสนใจเกี่ยวกับประสิทธิภาพของโอโซนในการดูแลสุขภาพในโลกแห่งความเป็นจริง การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Hospital Infection ได้ประเมินระบบโอโซนอัตโนมัติในห้องฉีดน้ำวุ้นตาที่ Hospital de Manises ในสเปน ห้องได้รับการบำบัดด้วยโอโซนที่ความเข้มข้น 9–10 ppm เป็นเวลา 20 นาทีโดยใช้ระบบควบคุมจากระยะไกล ผลลัพธ์แสดงให้เห็นการลดปริมาณจุลินทรีย์อย่างมีนัยสำคัญ โดยปริมาณแบคทีเรียที่อยู่ตรงกลางห้องลดลงจากหน่วยสร้างโคโลนี (CFU) มากกว่า 250 หน่วย เหลือเพียง 10 CFU (ลดลง 96%) ในขณะที่การปนเปื้อนของเชื้อราลดลง 93.1% บนเก้าอี้ทำหัตถการ ซึ่งเป็นพื้นผิวที่มีการสัมผัสสูงที่สำคัญ ปริมาณแบคทีเรียลดลง 86.3% การศึกษาสรุปว่าการให้โอโซนอัตโนมัติช่วยเสริมการทำความสะอาดและการระบายอากาศตามปกติได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อรักษาภาระทางชีวภาพต่อสิ่งแวดล้อมในระดับต่ำในพื้นที่ทางคลินิก

เทคโนโลยีเครื่องโอโซนได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์อย่างยิ่งในการฆ่าเชื้ออุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ซับซ้อน ในช่วงการแพร่ระบาดของโควิด-19 นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าโอโซนสามารถกำจัด SARS-CoV-2 ออกจากสิ่งของที่ทำความสะอาดยาก เช่น จอคอมพิวเตอร์ คีย์บอร์ด ท่อแรงดันบวกทางเดินหายใจแบบต่อเนื่อง และอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล ที่ความเข้มข้นของโอโซนสูง (4,000 ppm) บนพื้นผิวขนาดเล็ก ไวรัสจะถูกกำจัดภายในเวลาเพียง 10 นาที สำหรับปริมาณที่มากขึ้น 90 ppm เป็นเวลา 120 นาทีที่สภาวะแวดล้อมทำให้สามารถปิดใช้งานได้อย่างสมบูรณ์ การค้นพบนี้ทำให้โอโซนเป็นเครื่องมือเพิ่มเติมในการควบคุมการแพร่กระจายของไวรัสในสภาพแวดล้อมด้านการดูแลสุขภาพ

ขณะนี้เครื่องกำเนิดโอโซนทางอุตสาหกรรมถูกนำไปใช้งานทางการแพทย์ที่หลากหลาย ในอิตาลี ระบบโรงพยาบาลของมหาวิทยาลัยได้ซื้อเครื่องกำเนิดโอโซน 23 เครื่องในช่วงที่มีการระบาดใหญ่ โดยมอบหมายให้แผนกต่างๆ ที่มีความต้องการด้านสุขอนามัยสิ่งแวดล้อมสูง โรงพยาบาลได้จัดตั้งทีมฆ่าเชื้อด้วยโอโซนซึ่งรับผิดชอบในการฆ่าเชื้อหอผู้ป่วย เฟอร์นิเจอร์ และแม้แต่รถพยาบาลหลังการขนส่งผู้ป่วยโควิด-19 กิจกรรมทั้งหมดได้รับการตรวจสอบด้วยบัตรตรวจสอบย้อนกลับ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าโอโซนสามารถบูรณาการเข้ากับโปรแกรมควบคุมการติดเชื้อในโรงพยาบาลอย่างเป็นระบบได้อย่างไร

ในขณะที่เทคโนโลยีโอโซนยังคงได้รับความสนใจอย่างต่อเนื่อง สถานพยาบาลหลายแห่งยังอาศัยวิธีการฆ่าเชื้อเสริมสำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน เครื่องฆ่าเชื้อพลาสม่าในโรงพยาบาลยังคงจำเป็นสำหรับการแปรรูปเครื่องมือผ่าตัดที่ไวต่อความร้อนและความชื้น โดยใช้ไอไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์รวมกับพลาสมาอุณหภูมิต่ำ เพื่อให้เกิดการฆ่าเชื้ออย่างรวดเร็ว ไร้สารตกค้างที่อุณหภูมิต่ำกว่า 60°C ระบบเหล่านี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการฆ่าเชื้อกล้องเอนโดสโคป กล้อง และอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ซับซ้อนอื่นๆ ที่ไม่สามารถทนต่อการนึ่งฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำแบบดั้งเดิมได้

สำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับผู้ป่วยนอกและการปฏิบัติทางการแพทย์ที่มีขนาดเล็ก เครื่องฆ่าเชื้อพลาสม่าของ Clinic นำเสนอโซลูชันแบบครบวงจรขนาดกะทัดรัดที่ให้ประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อระดับโรงพยาบาลในพื้นที่วางบนโต๊ะ หน่วยเหล่านี้ใช้เทคโนโลยีพลาสมาเย็นขั้นสูงเพื่อสร้างสายพันธุ์ที่มีปฏิกิริยาซึ่งกำจัดจุลินทรีย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึงแบคทีเรีย ไวรัส และสปอร์ ทำให้เหมาะสำหรับสำนักงานทันตกรรม ศูนย์ศัลยกรรมผู้ป่วยนอก และคลินิกเฉพาะทางที่มีพื้นที่จำกัด แต่ข้อกำหนดในการฆ่าเชื้อยังคงเข้มงวด

ประสิทธิภาพของเทคโนโลยีขยายไปถึงสิ่งทอในโรงพยาบาล ซึ่งเป็นพาหะของการติดเชื้อที่เกี่ยวข้องกับการดูแลสุขภาพ (HAI) ที่ถูกมองข้ามบ่อยครั้ง งานวิจัยที่ตีพิมพ์ใน เชื้อโรค ทดสอบโอโซนที่เป็นก๊าซกับผ้าฝ้าย โพลีเอสเตอร์ และผ้าผสมที่ปนเปื้อนด้วยเชื้อโรคทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับ HAI รวมถึง Staphylococcus aureus และ Pseudomonas aeruginosa การได้รับโอโซนเป็นเวลา 25 นาทีช่วยลดปริมาณจุลินทรีย์ในวัสดุทุกชนิดได้อย่างมาก ในขณะที่รอบเวลา 45 นาทีสามารถกำจัดเชื้อโรคที่ทดสอบได้เกือบทั้งหมด ที่สำคัญ โอโซนฆ่าเชื้อชั้นและรอยพับของผ้าด้านในได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นพื้นที่ที่ทนทานต่อวิธีการทำความสะอาดแบบเดิมๆ โดยเสนอทางเลือกที่ยั่งยืนและไร้สารตกค้างสำหรับการชำระล้างการปนเปื้อนของสิ่งทอ

การพัฒนาเครื่องฆ่าเชื้อด้วยโอโซนยังคงก้าวหน้าด้วยการออกแบบที่เป็นนวัตกรรม เมื่อเร็วๆ นี้ นักวิจัยในอินโดนีเซียได้พัฒนาเครื่องฆ่าเชื้อทางการแพทย์ต้นแบบที่ผสมผสานเทคโนโลยี UV-C และโอโซนแบบสองโหมดโดยใช้ระบบควบคุมที่ Arduino อุปกรณ์นี้มีห้องแยกต่างหาก: ห้องด้านบนใช้โอโซนสำหรับสิ่งของต่างๆ เช่น หน้ากากผ้ากอซ และห้องด้านล่างที่ใช้ UV-C สำหรับเครื่องมือที่เป็นโลหะ เช่น แหนบ การทดสอบพบว่าการสัมผัสโอโซนเป็นเวลา 20 นาทีช่วยลดแบคทีเรีย E. coli ได้ถึง 96.67% และลดอาณานิคมของแบคทีเรียบนหน้ากาก KN95 ได้ถึง 94% เครื่องต้นแบบมีความแม่นยำในการจับเวลาถึง 98.79% ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการฆ่าเชื้อด้วยโอโซนอัตโนมัติที่แม่นยำสำหรับการใช้งานทางการแพทย์

สำหรับสถานพยาบาลที่ต้องการการฆ่าเชื้อบนพื้นผิวอย่างรวดเร็วและไร้สารเคมีโดยไม่ต้องกังวลเรื่องการสัมผัสโอโซน เครื่องฆ่าเชื้อด้วยรังสียูวีในโรงพยาบาลเป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพ ระบบเหล่านี้ใช้แสง UV-C ความเข้มสูงเพื่อยับยั้งจุลินทรีย์บนพื้นผิวและในกระแสลม ด้วยหน่วยที่ทันสมัยที่มีการเคลื่อนย้ายของหุ่นยนต์ การทำงานระยะไกล และการจัดส่งยาที่ได้รับการตรวจสอบแล้ว ซึ่งรับประกันการลดปริมาณจุลินทรีย์อย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งห้องผู้ป่วย ห้องผ่าตัด และพื้นที่รอ ขณะนี้โรงพยาบาลหลายแห่งปรับใช้ทั้งเทคโนโลยีโอโซนและยูวีเป็นชั้นเสริมในโปรแกรมการป้องกันการติดเชื้อที่ครอบคลุม

การวิจัยทางการแพทย์ของทหารกำลังพัฒนาเทคโนโลยีโอโซนสำหรับสภาพแวดล้อมที่เข้มงวดเช่นกัน นักวิทยาศาสตร์จากหน่วยวิจัยการแพทย์กองทัพเรือ (NAMRU) ซานอันโตนิโอ กำลังดำเนินการศึกษาอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับระบบฆ่าเชื้อด้วยโอโซนที่ทนทานรุ่น M1 (ROSS M1) ซึ่งเป็นอุปกรณ์พกพาที่สามารถฆ่าเชื้อเครื่องมือทางการแพทย์และทันตกรรมในสนามรบได้ ระบบจะสร้างโอโซนรวมกับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่กลายเป็นไอเพื่อฆ่าเชื้อภายในหนึ่งชั่วโมง และมีน้ำหนักเบาพอที่จะขนส่งโดยบุคลากรทางการแพทย์เพียงคนเดียว รถต้นแบบรุ่นที่สามซึ่งส่งมอบในเดือนพฤษภาคมปี 2025 มีฮาร์ดแวร์ที่ได้รับการอัปเดต การเชื่อมต่อ Wi-Fi เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพวงจร เซ็นเซอร์โอโซนและความชื้นในตัว และระบบเครื่องพ่นยาที่ได้รับการดัดแปลงพร้อมหัวฉีด 3 หัวเพื่อการกระจายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่สม่ำเสมอ ขณะนี้นักวิจัยกำลังทดสอบระบบกับเชื้อราและแบคทีเรีย ประเมินความเข้ากันได้ของอุปกรณ์ที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ และประเมินอายุการใช้งานแบตเตอรี่สำหรับการวิ่งติดต่อกันหลายครั้ง

ตลาดสะท้อนให้เห็นถึงการยอมรับที่เพิ่มขึ้นนี้ ตลาดเครื่องฆ่าเชื้อโอโซนอัลตราไวโอเลตทั่วโลกมีมูลค่าประมาณ 948 ล้านดอลลาร์ในปี 2567 และคาดว่าจะสูงถึง 1.17 พันล้านดอลลาร์ภายในปี 2574 โดยเติบโตที่ CAGR ที่ 3.1% ส่วนเครื่องฆ่าเชื้อในอากาศด้วยโอโซนทางการแพทย์คาดว่าจะเติบโตจาก 3.3 ล้านดอลลาร์ในปี 2568 เป็น 3.7 ล้านดอลลาร์ภายในปี 2574 ผู้เล่นหลักในพื้นที่นี้ ได้แก่ อุปกรณ์ฆ่าเชื้อ Sichuan Aojie, อุปกรณ์ไฟฟ้าโอโซนเฉิงตู Kengewang, อุปกรณ์ฆ่าเชื้อ Suzhou Hanbang และเทคโนโลยีการแพทย์ Shandong Jiajing

ผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์มีจำหน่ายมากขึ้นสำหรับสถานพยาบาล เครื่องฆ่าเชื้อในอากาศด้วยโอโซน ConductScience ซึ่งเป็นระบบเคลื่อนที่ที่สร้างโอโซน 20 กรัม/ชั่วโมงสำหรับพื้นที่ขนาดไม่เกิน 60 ตร.ม. สามารถฆ่าเชื้อ Staphylococcus albus ได้ 99.99% และมีอัตราการสูญพันธุ์ของแบคทีเรียตามธรรมชาติ 94% ด้วยการใช้พลังงาน ≤130W และการออกแบบขนาดกะทัดรัดเพียง 7.2 กก. หน่วยดังกล่าวช่วยให้ปรับใช้ได้อย่างยืดหยุ่นทั่วทั้งห้องปฏิบัติการ พื้นที่ทางคลินิก และห้องปลอดเชื้อ

เทคโนโลยีที่ได้รับการจดสิทธิบัตรช่วยตรวจสอบการใช้งานทางการแพทย์ของโอโซนเพิ่มเติม สิทธิบัตรปี 2024 (7,323,149 ดอลลาร์สหรัฐ) ครอบคลุมการบำบัดโอโซนเสริมเพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดเชื้อในระบบการทำความสะอาดเครื่องมือ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จัดการกับการปนเปื้อนในห้อง ท่อ และตัวกรองที่ทำความสะอาด วิธีการนี้เกี่ยวข้องกับการล้างน้ำที่มีโอโซนผ่านส่วนประกอบของระบบเพื่อลดแบคทีเรีย สปอร์ และเชื้อราได้มากกว่าบันทึกหก

ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมเน้นย้ำว่าคุณสมบัติเฉพาะตัวของโอโซนผลักดันให้เกิดการยอมรับทางการแพทย์ ด้วยศักยภาพในการออกซิเดชันที่ 2.07 โวลต์ ซึ่งสูงกว่าคลอรีน 1.36 โวลต์อย่างเห็นได้ชัด โอโซนจะทำลายจุลินทรีย์โดยการรบกวนเยื่อหุ้มเซลล์และออกซิไดซ์ส่วนประกอบของเซลล์ มันสลายตัวอย่างรวดเร็วเป็นออกซิเจน โดยไม่ทิ้งสารพิษตกค้าง และอัตราการย่อยสลายเร็วกว่าสารเคมีออกซิไดซ์อื่นๆ ประมาณ 3,000 เท่า การผสมผสานระหว่างประสิทธิภาพและความปลอดภัยทำให้โอโซนมีคุณค่าอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมด้านการดูแลสุขภาพ ซึ่งสารเคมีตกค้างอาจส่งผลต่อความปลอดภัยของผู้ป่วยหรือรบกวนอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อน

เนื่องจากการติดเชื้อที่เกี่ยวข้องกับการดูแลสุขภาพยังคงท้าทายสถานพยาบาลทั่วโลก โดยศูนย์ป้องกันและควบคุมโรคแห่งยุโรปคาดการณ์ว่าจะมีผู้ป่วยมากกว่า 3.5 ล้านรายต่อปี เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบไร้สารตกค้างที่ได้รับการตรวจสอบความถูกต้องและไร้สารตกค้างจึงมีความจำเป็นมากขึ้น โอโซนนำเสนอวิธีแก้ปัญหาที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว: มีประสิทธิภาพในการต่อต้านแบคทีเรีย ไวรัส และเชื้อรา; สามารถเจาะอุปกรณ์ที่ซับซ้อนและชั้นผ้าได้ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมโดยมีออกซิเจนเป็นผลพลอยได้เพียงอย่างเดียว ตั้งแต่ระบบฆ่าเชื้อในห้องอัตโนมัติในโรงพยาบาลของสเปนไปจนถึงเครื่องฆ่าเชื้อในสนามรบแบบพกพาที่พัฒนาขึ้นสำหรับกองทัพเรือสหรัฐฯ เทคโนโลยีโอโซนกำลังสร้างตัวเองให้เป็นโครงสร้างพื้นฐานที่ขาดไม่ได้สำหรับการควบคุมการติดเชื้อสมัยใหม่